퀄컴 ‘올웨이즈 온 AI’…내년 스마트폰 성능 제한 푼다 [2021 퀄컴서밋]

[아이뉴스24 김문기 기자] “올해 스냅드래곤8 모바일 플랫폼을 통해 게이밍, 카메라, 생산성, 연결성, 건강 등 중요한 모든 부분에 인공지능(AI)을 적용하고자 한다. 새로운 모바일 플랫폼에서 퀄컴은 제한없는 AI를 제공한다.”

신이 수 퀄컴 제품담당 선임 매니저는 11월 30일(현지시간) 미국 코나 페어몬트 오키드 호텔에서 열린 퀄컴 스냅드래곤 테크 서밋 2021 딥다이브 세션에서 1세대 스냅드래곤8 모바일 플랫폼이 구현하는 AI가 내년 출시될 스마트폰 모든 기능에 대한 성능을 비약적으로 향상시킬 것이라 자신했다.

그는 “퀄컴은 현재까지 18억개 이상의 AI 제품을 출하했고 모바일에서 가장 빠른 AI 성능을 제공하고 있다”라며, “우리의 엔지니어링팀의 지원과 함께 제조사 및 소프트웨어 파트너와 협력해 올해만 200개 이상의 머신러닝 모델을 제공하고 있다”고 강조했다.

1세대 퀄컴 스냅드래곤8 모바일 플랫폼은 신규 7세대 퀄컴 AI 헥사곤 엔진이 장착됐다. AI 모델에서 이전 세대 AI 엔진보다 추론 시간이 최대 4배 더 빨라졌다. 최대 1.7배 전력효율성을 향상시켰다.

수 선임 매니저는 “최근 AI 모델의 핵심은 텐서 연산이라는 점에 의문의 여지가 없다"라며, "퀄컴이 텐서 가속기의 계산 성능을 두배로 높인 이유이기도 하다”고 설명했다.

이어, “대용량 공유 메모리의 크기를 두배로 늘렸으며, 이를 통해 조각으로 분할하고 데이터를 이리저리 이동시키지 않아도 전체 심층 신경망을 로드할 수 있게 됐다”고 덧붙였다.

또한 퀄컴은 AI 성능면에서도 경쟁업체들 사이에서 선두를 지키고 있다고 자신했다. 스냅드래곤8이 동일한 전력 대비 더 많은 AI 성능을 제공할 수 있어서다.

그는 “비결은 AI 소프트웨어에 있다”고 말한 뒤 “퀄컴 헥사곤 프로세서의 성능이 두배로 향상된 것 이외에도 퀄컴 AI 소프트웨어도 성능이 두배로 향상돼 AI 엔진 실리콘의 모든 부분의 최적화되고 극대화됐다”고 말했다.

가령 퀄컴 플랫폼 솔루션 생태계 파트너인 아크소프트가 만든 데모를 실행할 때 퀄컴 7세대 AI 엔진이 어떤 역할을 할 수 있는지 선보였다. 카메라 앱 라이브 프리뷰 모드에서 AI 기능을 하나씩 구동시키는 방식으로 진행했다. 신경망을 하나씩 더할 때마다 수치가 계속해서 증가하고 있음이 확인됐다. 퀄컴 7세대 AI 엔진으로 4개의 신경망 모두를 작동시켰을 때 헥사곤 프로세서와 메모리가 완전히 활성화되며 매끄러운 처리 능력을 선보였다.

이같은 AI 성능 향상에는 스냅드래곤을 이루는 파트너들의 도움이 컸다는 것 역시 퀄컴이 강조하는 부분이다.

제프 게하 퀄컴 기술부문 부사장은 “퀄컴은 퀄컴 뉴럴 프로세싱 개발자키트(SDK)를 지속적으로 매달 업데이트 하고 있으며, 이는 소프트웨어로 최대 2배 성능을 이끌어내는데 긍정적 역할을 했다”라며, “올해도 스냅드래곤8 모바일 플랫폼에서 보다 쉽게 앱을 개발할 수 있도록 AI 소프트웨어와 툴을 개선하고자 한다”고 소개했다.

가령, 퀄컴은 파트너사 허깅 페이스와 협력해 자연어처리(LNPP) 전문 기술을 활용하고 이를 한단계 더 끌어올리는데 힘썼다. 퀄컴은 허깅 페이스와 함께 틀내스포머 네트워크가 스냅드래곤8 7세대 퀄컴 AI 엔진에서 실행될 수 있도록 협럭해 감정 분석 및 분류라는 LNP 기반 기술을 스냅드래곤 플랫폼에 도입했다. 그 결과 감정분석 모델을 헥사곤 AI에서 구동시켰을 때 CPU 대비 거의 30배 가까운 성능 향상을 목격했다고 강조했다.

◆ 항상 깨어있는 AI…일상을 바꾼다

이같은 AI의 비약적인 성능을 스마트폰을 이루는 다양한 기능들에 대한 성능 향상을 주도하고 있다.

퀄컴은 AI를 언제 어디서나 기반을 이룰 수 있도록 ‘올웨이즈온 AI’를 도입했다. 특이하게도 CPU와 GPU가 아닌 3세대 퀄컴 센싱 허브가 두뇌 역할을 담당한다. 이 센싱 허브에는 새로운 저전력 AI 서브 시스템이 도입됐다. 멀티코어 아키텍처로 전용 AI 프로세서와 디지털신호프로세서(DSP)와 자체 메모리로 구성됐다. 음성과 오디오, 센서, 연결을 포함한 상황별 데이터 스트림을 처리한다.

일부 AI 기능들이 독립적인 두뇌를 갖춤으로서 성능은 이전세대 대비 75%, 소비전력은 50%나 낮아졌다. 이같은 변화는 사용자가 매일 운동하는 것을 트래킹할 수 있고 심지어 운동할 때 듣는 음악 재생목록도 알아서 펼쳐준다. 운전 중이라는 것이 감지되면 자동으로 내비게이션을 구동시키고 음악이나 팟캐스트도 척척 열어준다.

올웨이즈 AI는 올웨이즈온 ISP와 협력해 강력한 보안 성능도 구현한다. 강력한 보안이 갖춰진 펌웨어에서 실행돼 제조사는 고유한 키가 있어야만 열 수 있다. 녹화도 사진촬영도 제한된다. 기기가 얼굴을 인식할 때만 메타데이터가 전송되며, 데이터는 분리돼 퀄컴 센싱 허브 메모리에 자리하게 된다.

헬스케어 측면에서도 AI의 중요성이 커졌다. 퀄컴은 손드 헬스와 협력해 AI 음성 분석 기능을 스마트폰에 적용해 사용자의 건강 상태를 추적할 수 있도록 지원한다. 손드의 증상감지 기술은 천식과 코로나19, 우울증, 불안 등 주요 건강 상태와 관련된 모든 음성 변화를 식별한다.

스냅드래곤 모뎀-RF 시스템에서도 AI가 적용된다. 퀄컴의 최초로 AI 안테나 튜밍 기술을 스냅드래곤8에 적용했다. 사용자가 기기를 손에 쥐고 있는 동안 손이 어디에 있는지를 감지해 더 빠른 데이터 속도와 넓은 커버리지, 배터리 수명 향상을 지원한다.

특히 라이카와 긴밀한 협력 끝에 멋진 사진을 제공하는 ‘라이츠 룩’ 모드를 발전시켰다. 이 모드는 풀프레임 라이카 카메라 바디와 렌즈로만 가능했던 장면을 구현하기 위해 퀄컴 AI 엔진을 활용했다.